(57)【要約】【課題】現行の部品を安価な材料に置き換え、銅製ドライヤとアルミ製キャピラリーチューブの接合部の品質、信頼性を維持し、トータルとして、品質、性能面で現行の製品と許容範囲内で遜色はなく、コストが大幅に削減された冷蔵庫を提供。【解決手段】圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ及び圧縮機に順次循環するように構成された冷凍サイクルを有し、アルミ製サクションパイプとアルミ製キャピラリーチューブが両端部を残して所定の距離にわたって溶融状態で接合されて冷媒の熱交換を行う熱交換器を構成し、銅製ドライヤとアルミ製キャピラリーチューブは、重金属を含有するフッ化物系フラックスとＡｌ−Ｓｉ系ろう材で接合され、接合された箇所が熱硬化性接着剤で被覆されている冷蔵庫。【選択図】  図４
2013221627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ及び前記圧縮機に順次循環するように構成された冷凍サイクルを有し、
前記キャピラリーチューブと前記サクションパイプは共にアルミニウム管であり、当該アルミニウム管からなるサクションパイプの外表面と当該アルミニウム管からなるキャピラリーチューブの外表面が両端部を残して所定の距離にわたって溶融状態で接合されて前記冷媒の熱交換を行う熱交換器を構成し、
前記冷凍サイクルの高圧側であるドライヤは銅製のドライヤとし、当該ドライヤと前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは、重金属を含有するフッ化物系フラックスとアルミニウム−シリコン系ろう材で接合され、且つ接合された箇所が熱硬化性接着剤または熱収縮チューブで被覆されていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ及び前記圧縮機に順次循環するように構成された冷凍サイクルを有し、
前記キャピラリーチューブと前記サクションパイプは共にアルミニウム管であり、前記アルミニウム管からなるサクションパイプは第一貫通孔及び当該第一貫通孔と一定の距離を隔てて第二貫通孔が当該サクションパイプの側壁に斜めに形成されており、前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは後端部が前記第一貫通孔から出ており先端部が当該第一貫通孔から前記サクションパイプの内部を経由して前記第二貫通孔より出ている状態で当該サクションパイプの内部に配設されており、前記サクションパイプと前記キャピラリーチューブは前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔のところで接合されて当該第一貫通孔と当該第二貫通孔が塞がれて前記冷媒の熱交換を行う熱交換器を構成し、
前記冷凍サイクルの高圧側であるドライヤは銅製のドライヤとし、当該ドライヤと前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは、重金属を含有するフッ化物系フラックスとアルミニウム−シリコン系ろう材で接合され、且つ接合された箇所が熱硬化性接着剤または熱収縮チューブで被覆されていることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。詳しくは、コストダウンに大きく寄与する技術が搭載された冷凍サイクルを有する冷蔵庫に関する。
この明細書及び特許請求の範囲において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含むものとする。また、「銅」という用語には、純銅及び銅合金を含むものとする。また、「冷蔵庫」とは、冷凍サイクルを搭載し保冷機能を有するものをいい、例えば冷凍庫、保冷庫等を含む意味で用いている。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫は圧縮機から吐出された冷媒が、順次、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプを通り、再び圧縮機に戻る冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクル中を循環する冷媒中の水分を除去するために、凝縮器とキャピラリーチューブの間に銅製のドライヤを設けることが一般的である。
【０００３】
圧縮機で圧縮された冷媒は、高温高圧ガスとなって凝縮器に送られ、ここで放熱して液化される。凝縮器で液化された冷媒は、ドライヤを通ってキャピラリーチューブに流入する。キャピラリーチューブではサクションパイプと熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって蒸発器に至る。キャピラリーチューブから蒸発器に送られる液化された冷媒は、蒸発器にて気化されることにより周囲の熱を奪い取り冷気を生み出す。気化された冷媒はサクションパイプを通って圧縮機に戻り再び圧縮される。
【０００４】
このような冷凍サイクルにおいて、キャピラリーチューブを通る冷媒は比較的高温である。冷却性能を向上させるために、キャピラリーチューブから蒸発器に流入する冷媒の温度を低くすることが有効である。このために、比較的低温の冷媒が流れるサクションパイプをキャピラリーチューブと接触させる方法が知られている。すなわち、サクションパイプの冷媒とキャピラリーチューブの冷媒の間で熱交換させることで、キャピラリーチューブを流れる冷媒の温度を低下させるのである。このような冷凍サイクルの熱交換器としてのキャピラリーチューブとサクションパイプの接合方法としてはキャピラリーチューブとサクションパイプを並列に添わせた状態でハンダ付けするという方法が一般的である。
【０００５】
我が国を始め世界中で市販されている冷蔵庫に搭載されている冷凍サイクルの熱交換器は、銅製のサクションパイプと銅製のキャピラリーチューブが、それぞれの外表面が熱的に接触するようにハンダ付けにより一体的に接合したものである。例えば、特許文献１の段落００３６には、「キャピラリーと吸入配管は、概ね同等の長さの銅管であり、端部を残して、熱交換可能にはんだ付けされている、」との記載がある。銅製のサクションパイプと銅製のキャピラリーチューブは、熱交換性がよい、耐食性に優れる、ハンダ付けにより容易に一体的に接合することができる、などの理由により現在に至るまで実用に供されている。
【０００６】
特許文献２の段落００５７には、「アキュムレータと蒸発器及び吸入管やキャピラリと蒸発器の溶接接続は冷蔵庫本体に取り付けた後に作業を行う場合、溶接時間や溶接難易度から銅ロウ溶接が採用されていた。そのために、配管はアルミ蒸発器やアキュムレータを用いる場合に銅配管のジョイント配管を設けて、最終組立時には銅配管と銅配管とを銅ロウ溶接で接続する方法をとっていた。」との記載がある。
【０００７】
特許文献３は、アルミニウム部材と銅部材の接合方法に関するものである。アルミニウム部材と銅部材との接合に際して、銅部材の接合面に金属層を形成し、この金属層とアルミニウム部材の接合面とろう付する、というものである。ろう材としては、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を使用するときには金属層として銀を用いる。銅部材の表面に工業用銀箔を載置し、固相拡散処理することにより、銅部材の表面に銀層を形成する。接合面をアセトンで十分に脱脂した後、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系の合金ろう材で、真空中で炉中ろう付けするというものである。
【０００８】
特許文献４は、接合部の耐食性に優れたアルミニウム管と銅管との接合方法に関するものである。アルミニウム管の接合端部に拡管部を形成するとともに、拡管部の開口側端部に、先端の内径が銅管の外径よりも大きい先広がり状のフレア部を形成する。銅管の接合端部をアルミニウム管の拡管部内に挿入する。この状態で両管を熱硬化性接着剤層により接着する。アルミニウム管の拡管部を、少なくとも１箇所において全周にわたって内側に圧潰する。熱硬化性接着剤層は、アルミニウム管の拡管部内周面と銅管の外周面との間に存在し、その一部が拡管部の外側にはみ出している。熱硬化性接着剤層のはみ出し部分により、アルミニウム管のフレア部の開口側端面を覆う、というものである。
【０００９】
特許文献５には、アルミニウムアキュムレータの冷媒出口と銅管とを共晶接合を使用して接合する技術が開示されている。アルミニウムアキュムレータと、先細り状テーパ部が端部に形成された銅管と、ポリエチレン熱収縮チューブなどからなり、銅管の端部に、アルミニウムアキュムレータの端部を共晶接合し、ポリエチレン熱収縮チューブを共晶接合部で収縮固定させた熱交換器において、アルミニウムアキュムレータ先端の内面エッジを尖らせたものであり、接合強度が低下することを防止することができる、というものである。
【００１０】
特許文献６は、アルミニウム管と銅管の接合方法に関するものであるが、アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する技術が開示されている。アルミニウム管と銅管とをステンレス管を介して接合する接合方法であって、ステンレス管の両端は縮管加工され、ステンレス管の一端を銅管内に嵌挿配置して銅管とステンレス管とを炉中ろう付する第一ステップと、第一ステップの後に、ステンレス管の他端をアルミニウム管内に嵌挿配置してアルミニウム管とステンレス管とをアルミニウムろう付する第二ステップとからなる、というものである。ろう材としては、パラジウムろう材ＢＰｄ−４を使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−４７５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６３３７号公報
【特許文献３】特開２００４−１０６９号公報
【特許文献４】特開２００６−１３８４６８号公報
【特許文献５】特開２００６−２３１３４９号公報
【特許文献６】特開２０１２−６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
製造業の世界では製品のコストダウンは永遠の課題である。コストダウンの手法としては、現行の部品をより安価な材料に置き換える、部品点数を削減する、などが一般的である。冷凍サイクルの熱交換器のコストダウンを実現することができれば、製品としての冷蔵庫のコストダウンが実現できる。製品としての冷蔵庫のコストダウンを実現するためには、熱交換器としての機能、品質は許容範囲内で現状のものと遜色のないことが求められる。また、熱交換器自体を改良することにより、冷凍サイクルシステムとしての構造を変更する、あるいは、冷蔵庫全体の構造の変更を余儀なくされるようなことは回避しなければならない。このためには、改良した熱交換器は、現行の熱交換器と実質的に同じ構造、すなわち、熱交換器を構成するサクションパイプとキャピラリーチューブの形状（パイプやチューブの内径、外径、長さ）が許容範囲内で同等であることが求められる。
【００１３】
本発明者等は、現行の部品をより安価な材料に置き換えるという観点からは、現行の冷凍サイクルの熱交換器の銅製サクションパイプ及び銅製キャピラリーチューブに換えて、サクションパイプ及びキャピラリーチューブの素材としてアルミニウム材を使用することができれば、現行の冷凍サイクルの熱交換器としての機能、品質が許容範囲内で遜色なく、また、現行の冷凍サイクルの熱交換器と実質的に同じ構造であり、且つ、コストダウンが可能な冷凍サイクルの熱交換器を提供することができるのではないかとの考えに基づき、次のような熱交換器を提案し特許出願している。これらの出願は公開されておらず公知技術ではない。
（１）キャピラリーチューブとサクションパイプは共にアルミニウム管であり、当該アルミニウム管からなるサクションパイプの外表面と当該アルミニウム管からなるキャピラリーチューブの外表面が両端部を残して所定の距離にわたって溶融状態で接合されて冷媒の熱交換を行う熱交換器。（ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／７３３３１）
（２）キャピラリーチューブとサクションパイプは共にアルミニウム管であり、前記アルミニウム管からなるサクションパイプは第一貫通孔及び当該第一貫通孔と一定の距離を隔てて第二貫通孔が当該サクションパイプの側壁に斜めに形成されており、前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは後端部が前記第一貫通孔から出ており先端部が当該第一貫通孔から前記サクションパイプの内部を経由して前記第二貫通孔より出ている状態で当該サクションパイプの内部に配設されており、前記サクションパイプと前記キャピラリーチューブは前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔のところで接合されて当該第一貫通孔と当該第二貫通孔が塞がれて冷媒の熱交換を行う熱交換器。（特願２０１２−８５４９０）
キャピラリーチューブの冷媒入口にはドライヤが接続している。現在市販されている冷蔵庫のドライヤは殆どが銅製のドライヤである。熱交換器自体を改良することにより、冷凍サイクルシステムとしての構造を変更する、あるいは、冷蔵庫全体の構造の変更を余儀なくされるようなことは回避しなければならないという精神の下に、ドライヤとしては、銅製のドライヤを採用することが望ましい。
【００１４】
特許文献３の段落０００３に記載されているように、一般に、アルミニウム部材同士のように同種金属の接合には、融接、ろう接等、各種の接合方法が確立され実用化されている。しかし、異材接合においては、適用できる接合方法及び接合材料の組合せが限定される。特にアルミニウム部材と銅部材の接合では、接合界面にアルミニウムと銅を主成分とする非常に脆い金属間化合物が生成するため、十分な接合部の性能、特に接合強度を確保することができる接合方法が確立されていないのが現状である。
【００１５】
現在市販されている冷蔵庫は、銅製のキャピラリーチューブを使用しているのでキャピラリーチューブとドライヤの接合は全く問題がない。現行のキャピラリーチューブは、概ね、内径がφ０．６ｍｍ〜φ１．０ｍｍ程度、外径がφ１．８ｍｍ〜φ３．２ｍｍ程度、長さが１，７００〜５，０００ｍｍの細径管である。特に、外径がφ２ｍｍのキャピラリーチューブが多く使われている。キャピラリーチューブの冷媒出口はアルミニウム製の蒸発器に接続するが、冷媒音を緩和するなどのために、キャピラリーチューブと蒸発器の間にキャピラリーチューブよりも径の太い２次キャピラリーチューブが設けられている。銅製の２次キャピラリーチューブとアルミニウム製の蒸発器の接合は、特許文献２に記載があるように、蒸発器に設けられているアルミニウム−銅のジョイント配管を介して、組立時に銅ロウ溶接などで接合している。
【００１６】
これに対して、外径がφ１．８ｍｍ〜φ３．２ｍｍ、特にφ２ｍｍのキャピラリーチューブとドライヤを接合するに適したアルミニウム−銅のジョイント配管は汎用品として入手することは難しい。コストダウンを目的としているからには、汎用品として入手容易な部品が不可欠であるので、キャピラリーチューブとドライヤの接合においては、２次キャピラリーチューブと蒸発器の接合のようなアルミニウム−銅のジョイント配管をそのまま使用することはできない。
【００１７】
特許文献３乃至６は、アルミニウムと銅を接合する技術であるが、これらの技術をキャピラリーチューブとドライヤの接合に適用することは問題がある。特許文献３は、銅部材の表面に金属層を形成することが必須であるが、ドライヤのキャピラリーチューブ挿入口の内部に金属層を形成することは不可能ではないがコスト高になるという問題がある。また、ろう付けは、真空中において炉中ろう付けで行う方法が開示されているが、組立時に行うキャピラリーチューブとドライヤの接合には適用できない。
【００１８】
特許文献４は、銅管の接合端部をアルミニウム管の拡管部内に挿入し、この状態で両管を熱硬化性接着剤層により接着するというものである。ドライヤからキャピラリーチューブに流れる冷媒は高圧であるため、キャピラリーチューブとドライヤの接合は強固であることが要求される。また、冷蔵庫の買い替えサイクルは概ね１０年程度であり、少なくとも１０年間はドライヤとキャピラリーチューブの接合箇所からの冷媒の漏れがないことが保障されねばならない。熱硬化性接着剤層により接着する技術は簡単ではあるが信頼性に問題があり採用することはできない。
【００１９】
特許文献５は、アルミニウムアキュムレータと銅管との直接共晶接合を使用したもので、且つ、接合部の形状を工夫、すなわち、アルミニウムアキュムレータ先端の内面エッジを尖らせたというものである。アルミニウム管からなるキャピラリーチューブと銅製のドライヤとでは構造が全く異なるので、この技術は採用することができない。
【００２０】
特許文献６は、アルミニウム管と銅管をステンレス管を介して接合するというものである。銅管とステンレス管の接続はパラジウムろう材を使用して炉中ろう付けするものであるが、組立時に行うキャピラリーチューブとドライヤの接合には適用できない。
【００２１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、現行の部品をより安価な材料に置き換えることができ、且つ、高圧側である銅製のドライヤとアルミニウム管からなるキャピラリーチューブの接合部の品質、信頼性においては、現行の銅製のドライヤと銅管からなるキャピラリーチューブの接合部の品質、信頼性と許容範囲において遜色がなく、したがってトータルとして、品質、性能面においては現行の製品と許容範囲内で遜色はなく、コストが大幅に削減された冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、
圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ及び前記圧縮機に順次循環するように構成された冷凍サイクルを有し、
前記キャピラリーチューブと前記サクションパイプは共にアルミニウム管であり、当該アルミニウム管からなるサクションパイプの外表面と当該アルミニウム管からなるキャピラリーチューブの外表面が両端部を残して所定の距離にわたって溶融状態で接合されて前記冷媒の熱交換を行う熱交換器を構成し、
前記冷凍サイクルの高圧側であるドライヤは銅製のドライヤとし、当該ドライヤと前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは、重金属を含有するフッ化物系フラックスとアルミニウム−シリコン系ろう材で接合され、且つ接合された箇所が熱硬化性接着剤または熱収縮チューブで被覆されていることを特徴とする。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ、蒸発器、サクションパイプ及び前記圧縮機に順次循環するように構成された冷凍サイクルを有し、
前記キャピラリーチューブと前記サクションパイプは共にアルミニウム管であり、前記アルミニウム管からなるサクションパイプは第一貫通孔及び当該第一貫通孔と一定の距離を隔てて第二貫通孔が当該サクションパイプの側壁に斜めに形成されており、前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは後端部が前記第一貫通孔から出ており先端部が当該第一貫通孔から前記サクションパイプの内部を経由して前記第二貫通孔より出ている状態で当該サクションパイプの内部に配設されており、前記サクションパイプと前記キャピラリーチューブは前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔のところで接合されて当該第一貫通孔と当該第二貫通孔が塞がれて前記冷媒の熱交換を行う熱交換器を構成し、
前記冷凍サイクルの高圧側であるドライヤは銅製のドライヤとし、当該ドライヤと前記アルミニウム管からなるキャピラリーチューブは、重金属を含有するフッ化物系フラックスとアルミニウム−シリコン系ろう材で接合され、且つ接合された箇所が熱硬化性接着剤または熱収縮チューブで被覆されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、現行の部品をより安価な材料に置き換えることができ、且つ、高圧側である銅製のドライヤとアルミニウム管からなるキャピラリーチューブの接合部の品質、信頼性においては、現行の銅製のドライヤと銅管からなるキャピラリーチューブの接合部の品質、信頼性と許容範囲において遜色がなく、したがってトータルとして、品質、性能面においては現行の製品と許容範囲内で遜色はなく、コストが大幅に削減された冷蔵庫を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷凍サイクルの構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る熱交換器を説明する図
【図３】本発明の別の実施の形態に係る熱交換器を説明する図
【図４】銅製のドライヤとアルミニウム管からなるキャピラリーチューブの接合状態を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書において、特に断りのない限り、サクションパイプはアルミニウム管からなるサクションパイプを意味し、キャピラリーチューブはアルミニウム管からなるキャピラリーチューブを意味する。また、ドライヤは銅製のドライヤを意味する。
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクルの構成図である。図１に示す冷凍サイクルは、冷媒を吸入し吐出する圧縮機１０１と、一端が圧縮機１０１の冷媒吐出側に接続され他端がドライヤ１０３と接続する凝縮器１０２と、一端がドライヤ１０３と接続し他端が蒸発器１０５と接続するキャピラリーチューブ１０４と、蒸発器１０５の冷媒出口側に接続するアキュムレータ１０６と、一端がアキュムレータ１０６に接続され他端を圧縮機１０１の冷媒吸入側に接続したサクションパイプ１０７を備えている。本発明の冷蔵庫に使用する冷凍サイクルは基本的には、圧縮機１０１から吐出された冷媒を凝縮器１０２、ドライヤ１０３、キャピラリーチューブ１０４、蒸発器１０５、サクションパイプ１０７及び前記圧縮機１０１に順次循環するように構成されるが、蒸発器１０５とサクションパイプ１０７の間に蒸発した気体の冷媒と液体の冷媒とを分離し気体の冷媒を圧縮機１０１に向かわせる機能を備えるアキュムレータ１０６などを備えることができる。
【００２８】
圧縮機１０１で圧縮された冷媒は、高温高圧ガスとなって凝縮器１０２に送られ、ここで放熱して液化される。液化された冷媒はドライヤ１０３において冷媒中の水分が除去される。ドライヤ１０３で水分が除去された高圧の冷媒は、キャピラリーチューブ１０４を通って減圧され、蒸発器１０５に送られる。蒸発器１０５で液化された冷媒が蒸発することに伴い周囲の熱を奪い、この結果周囲の空気を冷却する。蒸発した低温冷媒はサクションパイプ１０７を通って圧縮機１０１に戻り、再び圧縮される。
【００２９】
前記冷凍サイクルにおいて、本発明の実施の形態では、サクションパイプ１０７の外表面とキャピラリーチューブの外表面が両端部を残して所定の距離にわたって溶融状態で接合されて前記冷媒の熱交換を行う熱交換器１０８を構成する。また、本発明の別の実施の形態では、キャピラリーチューブ１０４はサクションパイプ１０７の内部に配設される構造となって熱交換器１０８を構成する。使用する冷媒としては、地球温暖化係数の小さいシクロペンタン、イソブタンなどの炭化水素系の冷媒が好ましい。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態に係る熱交換器（熱交換器Ａと称することもある。）を説明する図である。サクションパイプ１０７の外表面とキャピラリーチューブ１０４の外表面が両端部を残して所定の距離（図面ではｘからｙの範囲）にわたって溶融状態で接合されて冷媒の熱交換を行う熱交換器１０８を構成する。溶融状態で接合する方法としては、レーザービームの照射により溶融状態で接合することが好ましい。レーザービーム照射による接合方法についての詳細は、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／７３３３１を参照することができる。
【００３１】
熱交換器１０８を構成するキャピラリーチューブ１０４とサクションパイプ１０７は、素材がアルミニウム材であるという点を除いては、形状、長さ、外径、内径などは現行の冷蔵庫に使用されている銅製のキャピラリーチューブと銅製のサクションパイプとほぼ同等のものである。キャピラリーチューブ１０４は、概ね、内径がφ０．６ｍｍ〜φ１．０ｍｍ程度、外径がφ１．８ｍｍ〜φ３．２ｍｍ程度の細径管であり、長さは冷蔵庫の大きさによって異なるが、概ね１，７００ｍｍ〜５，０００ｍｍ程度である。サクションパイプ１０７は、内径がφ４．５ｍｍ〜φ８．０ｍｍ程度、外径がφ６．０ｍｍ〜φ１０．０ｍｍ程度の丸管で構成され、長さが１，５００ｍｍ〜４，７００ｍｍである。
【００３２】
サクションパイプ１０７であるアルミニウム管の素材としては、純アルミニウムであってもアルミニウム合金であってもよいが、アルミニウム材の中で熱伝導度が最も高く、加工性、耐食性、溶接性などの優れるＪＩＳ１０００系アルミニウムが好ましい。ＪＩＳ１０００系アルミニウムとしては、Ａ１０５０、Ａ１０７０、Ａ１１００、Ａ１２００などである。径のより小さいキャピラリーチューブ１０４あるアルミニウム管の素材としては、純アルミニウムであってもアルミニウム合金であってもよいが、ＪＩＳ１０００系アルミニウムの有する加工性、耐食性を低下させることなく、強度を増加させ、且つ、熱伝導性、溶接性が良好なＪＩＳ３０００系アルミニウム合金が好ましい。ＪＩＳ３０００系合金から選ばれるアルミニウム合金としては、Ａ３００３、Ａ３００４、Ａ３１０３、Ａ３１０４などである。
【００３３】
サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４が溶融状態で接合されている部分の長さ（図面ではｘからｙまでの長さ）は、キャピラリーチューブ１０４の長さの概ね５０〜８０％程度である。
【００３４】
図２で説明する上での便宜上、接合の開始点をｘ、接合の終点をｙとする。また、便宜上であるが、キャピラリーチューブ１０４の接合の開始点ｘより図面に向かって右側部分（接合されていない部分）をキャピラリーチューブの先端部１０４ａと称し、キャピラリーチューブ１０４の接合の終点ｙより図面に向かって左側部分（接合されていない部分）をキャピラリーチューブの後端部１０４ｂと称する。また、サクションパイプ１０７の接合の開始点ｘより図面に向かって右側部分（接合されていない部分）をサクションパイプの右端部１０７ａと称し、サクションパイプ１０７の接合の終点ｙより図面に向かって左側部分（接合されていない部分）をサクションパイプの左端部１０７ｂと称する。
【００３５】
キャピラリーチューブの先端部１０４ａの長さ及びキャピラリーチューブの後端部１０４ｂ並びにサクションパイプの右端部１０７ａの長さ及びサクションパイプの左端部１０７ｂの長さは、冷凍サイクルを構成する圧縮機１０１、凝縮器１０２、ドライヤ１０３、蒸発器１０５、アキュムレータ１０６、キャピラリーチューブ１０４とサクションパイプ１０７で構成される熱交換器１０８等の冷蔵庫内における配置関係、サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４との熱交換に必要な長さ等を勘案して決めることができる。例えば、キャピラリーチューブの先端部１０４ａの長さは３００〜７００ｍｍ程度とし、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂの長さは３００〜７００ｍｍ程度とすることができる。また、サクションパイプの右端部１０７ａの長さは１５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度とし、サクションパイプの左端部１０７ｂの長さは４００ｍｍ〜６００ｍｍ程度とすることができる。
【００３６】
冷凍サイクルにおけるキャピラリーチューブの後端部１０４ｂを冷媒の入口側とすると、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂはドライヤ１０３に接続し、キャピラリーチューブの先端部１０４ａは蒸発器１０５に接続する。サクションパイプの右端部１０７ａは冷媒の入口側となりアキュムレータ１０６に接続し、サクションパイプの左端部１０７ｂは圧縮機１０１に接続する。冷媒の流れが対向流となっており、キャピラリーチューブ１０４の中を流れる比較的高温の冷媒が、サクションパイプ１０７の中を流れる比較的低温の冷媒により冷却されるので、冷却効率の向上が図られる。
【００３７】
図３は、本発明の別の実施の形態に係る熱交換器（熱交換器Ｂと称することもある。）を説明する図である。熱交換器１０８は、サクションパイプ１０７の内部にキャピラリーチューブ１０４が配設され、比較的高温の冷媒が流れるキャピラリーチューブ１０４がサクションパイプ１０７内を流れる比較的低温の冷媒によって直接冷却される構造となっている。熱交換器１０８は、キャピラリーチューブ１０４が第一貫通孔１０７ｈ１から入りサクションパイプ１０７の内部を経由して第二貫通孔１０７ｈ２より出ており、キャピラリーチューブの先端部１０４ａとキャピラリーチューブの後端部１０４ｂがサクションパイプ１０７の外部に出ている。第一貫通孔１０７ｈ１と第二貫通孔１０７ｈ２は、サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４をＡｌ−Ｓｉ合金でろう付けする、或いは、レーザー溶接などの溶接により接合する。符号Ｓは、サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４が接合されている箇所を示す。このような熱交換器および熱交換器の製造方法の詳細については、特願２０１２−８５４９０を参照することができる。
【００３８】
第一貫通孔１０７ｈ１はキャピラリーチューブ１０４をサクションパイプ１０７に押し込む方向に斜めに形成されており、第二貫通孔１０７ｈ２はキャピラリーチューブ１０４がサクションパイプ１０７から外に出る方向に斜めに形成されている。第一貫通孔１０７ｈ１の斜めの程度は、キャピラリーチューブ１０４を第一貫通孔１０７ｈ１に押し込んだときにサクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４となす角度である。便宜上、図３において第一貫通孔１０７ｈ１より左端（図面に向かって左側）をサクションパイプの左端部１０７ｂ、第二貫通孔１０７ｈ２より右端（図面に向かって右側）をサクションパイプの右端部１０７ａという。サクションパイプの左端部１０７ｂとキャピラリーチューブの後端部１０４ｂとのなす角度をθ１とする。角度θ１は概ね４５°以下、好ましくは３０°以下である。下限は特に制限はないが５〜１０°程度である。第二貫通孔１０７ｈ２の斜めの程度は、キャピラリーチューブ１０４が第二貫通孔１０７ｈ２からサクションパイプ１０７の外部に出ているときのサクションパイプ１０７とのなす角度である。サクションパイプの右端部１０７ａとキャピラリーチューブの先端部１０４ａとのなす角度をθ２とする。角度θ２は概ね４５°以下、好ましくは３０°以下である。下限は特に制限はないが５〜１０°程度である。
【００３９】
第一貫通孔１０７ｈ１と第二貫通孔１０７ｈ２の距離は、サクションパイプ１０７の長さの概ね５０〜８５％、好ましくは６０〜８５％である。Ａｌ−Ｓｉ合金でろう付けし、第一貫通孔１０７ｈ１と第二貫通孔１０７ｈ２を塞ぐが、ろう付けに先立ち、アルミニウム材表面の酸化皮膜を除去し、溶融ろう材の濡れ性及び流動性を良くするためにフラックスを用いることができる。使用するフラックスは、ＣｅＦ系フラックス、塩化物系フラックス、非腐食性フッ化物系フラックスが使用できるが、非腐食性のフッ化物系フラックスを使用することが、ろう付け後の洗浄が不要になる等の利点があり好ましい。また、フラックスを含有するろう材を使用することもできる。
【００４０】
熱交換器Ｂにおいても、キャピラリーチューブ１０４及びサクションパイプ１０７は熱交換器Ａで説明したものと同じものが使用できる。また、熱交換器Ｂにおけるキャピラリーチューブの先端部１０４ａの長さ及びキャピラリーチューブの後端部１０４ｂの長さ並びにサクションパイプの右端部１０７ａの長さ及びサクションパイプの左端部１０７ｂの長さは、熱交換器Ａで説明したものと同じである。
【００４１】
冷凍サイクルにおけるキャピラリーチューブの後端部１０４ｂを冷媒の入口側とすると、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂはドライヤ１０３に接続し、キャピラリーチューブの先端部１０４ａは蒸発器１０５に接続する。サクションパイプの右端部１０７ａは冷媒の入口側となりアキュムレータ１０６に接続し、サクションパイプの左端部１０７ｂは圧縮機１０１に接続する。冷媒の流れが対向流となっており、キャピラリーチューブ１０４の中を流れる比較的高温の冷媒が、サクションパイプ１０７の中を流れる比較的低温の冷媒により冷却されるので、冷却効率の向上が図られる。
【００４２】
図４は、ドライヤ１０３とキャピラリーチューブ１０４の接合状態を説明する図である。符号１０３はドライヤであり、ドライヤ１０３の内部にはモレキュラーシブスなどの乾燥剤Ｄが充填されている。ドライヤ１０３は、一端に先端がラッパ状に拡径されたキャピラリーチューブ挿入口１０３ａを有し、他端には図示しない凝縮器パイプ挿入口を有している。キャピラリーチューブ挿入口１０３ａのラッパ状に拡径された先端からドライヤ１０３の内部にキャピラリーチューブの後端部１０４ｂを挿入した状態で、キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの内側とキャピラリーチューブの後端部１０４ｂの挿入した部分をろう付けする。
【００４３】
ろう材としては、アルミニウム同士をろう付けするときに使用するアルミニウム−シリコン系ろう材を用いる。本発明において重要なことは、重金属を含有するフッ化物系フラックスをアルミニウム−シリコン系ろう材と一緒に用いるということである。完全なメカニズムは不明であるが、重金属を含有するフッ化物系フラックスを用いることにより、フラックスに含有される重金属が、ろう付け時に生じるアルミニウム−シリコン系ろう材の液相がドライヤ１０３の銅接合面と接触することを防いでいるのではないかと考えられる。フッ化物系フラックスに含有される重金属としては亜鉛が最も好ましい。重金属を含有するフッ化物系フラックスとしては、ノコロックの商品名で知られているフラックスを用いることができる。
【００４４】
フラックスはろう付けする前に被接合面に塗布することが必要である。フラックスの作用によりろう材の濡れ性が良好となり、ろう材の隙間の充填性に優れる。しかし、フラックス塗布工程においてフラックスの塗りムラが発生するとろう付不良の原因となるため、フラックスを必要箇所に均一に塗布することが大事である。ドライヤ１０３とキャピラリーチューブ１０４の接合は、冷蔵庫の組立工程の中で行うのが一般的である。フラックス入りろう材を使用することにより、均一に塗布する煩わしさから開放されるため、本発明においては、フラックス入りろう材を使用することが好ましい。ろう付け作業は、バーナーで５８０〜６２０℃の温度で行うことができる。真空中で行うとか窒素雰囲気で行うなどの必要はない。
【００４５】
キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの長さｄは、ドライヤ１０３とキャピラリーチューブ１０４とがろう付けされる部分Ｂの長さに関係する。キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの長さｄは、ドライヤ１０３とキャピラリーチューブ１０４との接合強度に影響を及ぼす。接合強度及び圧力に耐えるという観点から、キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの長さｄは５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ程度が最も好ましい。また、図示するように、キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの先端は、ラッパ状に拡径されたものが、キャピラリーチューブ１０４が挿入し易いというだけでなく、ドライヤ１０３とキャピラリーチューブ１０４との接合強度にプラスの影響を与えるという点で好ましい。キャピラリーチューブ挿入口１０３ａの開口径（ラッパ状に拡径されていない挿入口の内径φ）は、キャピラリーチューブ１０４の外径φプラス０．２ｍｍ程度が好ましい。
【００４６】
符号Ａは、防食処理のために接合した箇所を熱硬化性接着剤または熱収縮チューブで被覆している状態を示している。熱硬化性接着剤としては、熱硬化性のエポキシ樹脂などを使うことができる。また、熱収縮チューブとしては、ポリエチレン熱収縮チューブなどを使うことができる。熱硬化性接着剤で被覆し、更にその上に熱収縮チューブを巻きつけることもできる。
【００４７】
熱交換器Ａを例にとって具体的に説明する。ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／７３３３１に準じて熱交換器Ａを製造する。
【００４８】
サクションパイプ１０７；Ａ１０７０、外径：φ６．４ｍｍ、内径：φ５ｍｍ、長さ：４６００ｍｍ、
キャピラリーチューブ１０４；Ａ３１０３、外径：φ２ｍｍ、内径：φ０．６ｍｍ、長さ：４９００ｍｍ
サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４が溶融状態で接合している部分の長さ（接合の開始点ｘから接合の終点ｙまでの長さ）：３８３０ｍｍ、
キャピラリーチューブの先端部１０４ａの長さ：６５０ｍｍ、
キャピラリーチューブの後端部１０４ｂの長さ：４２０ｍｍ、
サクションパイプの右端部１０７ａの長さ：２２０ｍｍ、
サクションパイプの左端部１０７ｂの長さ：５５０ｍｍ、
冷蔵庫本体に据え付けられている圧縮機１０１の冷媒吐出口に接続する凝縮器１０２の冷媒出口パイプがドライヤ１０３の凝縮器パイプ挿入口に挿入されて接合している。ドライヤ１０３のキャピラリーチューブ挿入口１０３ａはフリーになっている。圧縮機１０１の銅製の冷媒吸引口には、防食処理を施したアルミニウム−銅のジョイント配管がアルミニウム側をフリーに銅ろう溶接などで接合している。アルミニウム製の蒸発器１０５とアルミニウム製のアキュムレータ１０６は、予めアルミニウム−シリコン系ろう材による接合若しくはアルゴン溶接で接合されている。キャピラリーチューブの先端部１０４ａには、キャピラリーチューブ１０４よりも径の太い２次キャピラリーチューブを接合する。キャピラリーチューブ１０４と２次キャピラリーチューブの接合は、アルミニウム−シリコン系ろう材によるろう付けで行う。
【００４９】
図４では、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂを冷媒の入口側と仮定し、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂをドライヤ１０３に接続している。よって、２次キャピラリーチューブと蒸発器１０５の冷媒入口をアルミニウム−シリコン系ろう材によるろう付け若しくはアルゴン溶接により接合する。サクションパイプの右端部１０７ａ（サクションパイプ１０７の冷媒入口側）とアキュムレータ１０６の冷媒出口をアルミニウム−シリコン系ろう材によるろう付け若しくはアルゴン溶接により接合する。このようにして、事前に、サクションパイプ１０７とキャピラリーチューブ１０４が溶融状態で接合されている熱交換器１０８並びに蒸発器１０５及びアキュムレータ１０６が一体化した熱交換ユニットが造られる。熱交換ユニットは、キャピラリーチューブの後端部１０４ｂとサクションパイプの左端部１０７ｂがフリーになっている。
【００５０】
組立工程でキャピラリーチューブの後端部１０４ｂと冷蔵庫本体に取り付けられているドライヤ１０３のキャピラリーチューブ挿入口１０３ａを接合する。キャピラリーチューブの後端部１０４ｂをドライヤ１０３のキャピラリーチューブ挿入口１０３ａに挿入し、ノコロックフラックス入りのアルミニウム−シリコン系ろう材をバーナーで６００℃±１０℃の温度でろう付けする。次いで、接合端部の近傍をエポキシ樹脂系の熱硬化性接着剤で被覆する。サクションパイプの左端部１０７ｂは、圧縮機１０１の冷媒吸引口に接合されているアルミニウム−銅のジョイント配管にアルミニウム−シリコン系ろう材による接合若しくはアルゴン溶接で接合する。以上により、冷蔵庫本体への熱交換ユニットの取り付け作業が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る冷蔵庫は、家庭用冷蔵庫、業務用冷蔵庫等に利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１      圧縮機
１０２      凝縮器
１０３      ドライヤ
１０３ａ    キャピラリーチューブ挿入口
１０４      キャピラリーチューブ
１０４ａ    キャピラリーチューブの先端部
１０４ｂ    キャピラリーチューブの後端部
１０５      蒸発器
１０７      サクションパイプ
１０７ｈ１  第一貫通孔
１０７ｈ２  第二貫通孔
１０８      熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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